JPH06105854B2 - ミクサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は特にマイクロ波およびミリ波レンジで使用さ
れ、４個の二極ミクサ要素を具え、これらのミクサ要素
が本質的にリングを形成し、少なくとも２個の導波管の
間の接合部の領域に配設され、これらの導波管のうちの
第１の導波管がスロット付きのライン構造を具え、第２
の導波管が少なくとも１個の中心ライン部と、この中心
ライン部を取り囲むように配設された外側ライン部とに
より形成されたライン構造を具え、少なくとも第１の導
波管のライン部と、第２の導波管の中心ライン部とが誘
電体材料から成る層状基板の上面上に層として設けられ
たミクサに関するものである。

（従来の技術） 米国特許第3,678,395号は４個のミクサダイオードがス
ロットラインとこれに対し軸線方向に延在するコプレー
ナラインとの接合部でリングを形成するように配置され
ているミクサを開示している。高周波の電磁波がスロッ
トラインとコプレーナラインとを介してミクサダイオー
ドに加えられる。そしてミクサダイオードでこれらの電
磁波の混合した産物として形成される電磁振動は、誘導
性ラインおよびコンデンサ並びに変成器回路網により形
成される分流回路網を介してミクサダイオードから取り
出され、中間周波信号として中間周波出力端子に加えら
れる。

しかし、この従来技術のミクサには欠点があって、スロ
ットラインとコプレーナラインとの他に中間周波出力端
子から混合産物を取り出すのに複雑な部品が必要で、ワ
イヤ、コンデンサまたは変成器回路網のようなこれらの
部品はミクサの製造時に別個の工程で、例えば、はんだ
付けによりラインに接続しなければならず、このため製
造コストが高くなる原因となる。また、このような回路
部品はミクサに加えれる電磁波の周波数レンジを制限
し、特に混合産物の周波数レンジが高周波の方に向かっ
て著しく制限される。加えて、これらの付加的回路要
素、少なくともその一部は実際の製造に当たって再現性
が悪く、このため個々のミクサ間に大きな電気特性の分
散が生じ得る。また上述した構造のミクサはかなりデリ
ケートで機械的負荷に敏感である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は構造が単純且つ頑丈で、低コストで製造
でき、電気特性の再現性も満足ゆくものであるミクサを
提供するにある。

本発明のもう一つの目的は周波数レンズが広いミクサを
提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、この目的を達成するために、冒頭の記
載したタイプの平坦なミクサにおいて、該ミクサが ａ）対向して置かれた第１面と第２面とを有する誘電体
基板と、 ｂ）前記誘電体基板の第１面上に第１及び第２の間を開
けられた導電層を具え、前記誘電体基板の第２面上に前
記第１面上の導電層に対応して実質的に一致した導電層
を具えている第１導波管と、 ｃ）前記誘電体基板の第１面上に、第３及び第４の間を
開けられた導電層及びそれらの間に置かれた中心導電層
を具え、且つ前記誘電体基板の第２面上に前記第１面上
の導電層及び中心導電層に対応して実質的に一致した導
電層を具えている第２導波管と、及び ｄ）前記誘電体基板の第１面上に第１及び第２の間に開
けられた導電層により規定されたスロットに向かって延
在している中心導電層の延在部分を具え、且つ前記誘電
体基板の第２面上に前記第１面上の中心導電層の延在部
分に対応して実質的に一致して延在する中心導電層を具
えている第３導波管と、 を具えており、前記二極ミクサ要素が前記中心導電層を
第１及び第２の間に開けられた導電層へそれぞれ電気的
に接続する誘電体基板の第１面上の２個のミクサ要素、
及び第２面上の対応する導電層を対応して電気的に接続
する誘電体基板上の２個のミクサ要素を含んでいること
を特徴とする。

本発明は３個の導波管の間の接合部にミクサ要素を配設
するようにしてミクサを構成できることを確認したこと
に基づいている。この場合３個の導波管に加えられる電
磁波は主として「直交」フィールドパターンを呈する
が、これはミクサ要素がないと導波管の接合部において
一方の導波管から他方の導波管へ電磁波がまったく伝播
しないことを意味する。接合部の方へ向かって導波管に
入射する電磁波に対してこれらの接合部は本質的に溜め
（sink）を構成する。この結果，個々の導波管に沿って
伝播する電磁波を分離するのに、本質的に減結合回路網
やフィルタを別に設ける必要はない。またミクサ要素互
いに近づけて置くことができる。

実は上述したフィールドパターンの直交性は一つの制約
を伴って成立する。即ち、第１のスロット付きの導波管
に沿って第１の導波管と第２の導波管との間の接合部に
向かって伝播する電磁波は、特別な波として第２の導波
管に沿って伝播できる。而してこの第１の導波管から第
２の導波管への電磁波の結合のため、一方ではどちらの
場合がスペースを占めない点で有利であるかに依存して
ミクサ要素を第１の導波管の導電層の部分に付けること
もできるし、第２の導波管の導電層の外部に付けること
もできる。他方では明らかに第１の導波管から第２の導
波管に過結合された電磁波の伝播は後述する非常に簡単
な手段により防がれる。

この結果本発明に係るミクサは構造が非常に単純で、コ
ンパクトで、軽量で、頑丈であるという利点を有する。
ライン構体は、例えば、ホトリソグラフイ法により簡単
に作ることができ、しかも非常に高い確度でもって再現
することができる。ミクサ要素も、例えば、はんだ付け
により簡単にこのライン構成に取り付けることができ
る。ミクサ要素が対称的に配置されたリングを得るため
に、いつも２個のミクサ要素を基板の各面に設ける。も
っと明確に言えば、ミクサ要素はいつも基板の各面上で
第２の導波管の中心層をスロットの両側に存在する第１
の導波管の導電層の部分に連結する。ミクサ要素により
形成されるリングは基板の両面、特に第１の導波管の両
面上に互いに対向する導電層間のキャパシタンスを介し
て閉じられる。

本発明の一つの好適な実施例によれば、第１の導波管の
ライン部を構成する導電層部分と、第２の導波管の導電
層の最外側部とが、それらの部分は誘電体基板のいつも
同じ面上で互いに隣り合っており、一片から成ってい
る。この結果導波管の構成が簡単になり、導波管の隣接
した部分の電気接続が良好になる。代わりに、電磁波の
伝播方向に垂直な方向の寸法を変えることなく、前記層
を互いの中に送り込むこともできる。第２の導波管が第
１の導波管と異なる点は導電層の外側の部分の間に中間
の導電層を設けることだけである。いつも基板の一側に
ある導波管の導電層の個々の部分の間の距離は、正確に
一定でなければならないが、導波管の波抵抗（Wave Res
istance）をどの程度にしなければならないかにより決
まる。

本発明の一つの好適な実施例によれば、誘電体材料から
成る基板が導電性のケースに収納されている。こうする
とミクサは電磁的な干渉から護られ、また機械的にも一
層安定な構造が得られる。

本発明のさらに発展させた実施例においては、第１の導
波管をスロットまたはフィンラインの形態とし、第２の
導波管をコプレーナラインの形態としている。第３の導
波管は平行板ラインの形態とする。これら３個の導波管
は板状の誘電体基板の導電層から簡単に作ることができ
る。３個の導波管のタイプを上述したように第1,第２お
よび第３の導波管に割り当てると、３個の導波管の間の
接合部が特に簡単且つコンパクトに構成でき、各導波管
が他の導波管から減結合される。加えて、導波管のタイ
プを上述したように選ぶと、ミクサ要素を特に簡単に設
けることができる。

本発明のもう一つの実施例によれば、高周波信号を転送
するために、小さい方の断面と平行に延在する中空導波
管の中心面に第２の導波管が入口として挿入されるよう
にして、第２の導波管が第１の長方形の中空の導波管へ
接続される。このような構成にすると簡単で効率が良く
なる。すなわち、第２の導波管と第１の長方形の中空の
導波管との間の結合部での反射が少なく、特に基本波に
つき、長方形の中空の導波管は減衰が少ない状態で電磁
波を供給したり、放出したりすることができる。加え
て、前記の構造にすると、前述した第１の導波管から第
２の導波管へ過結合された電磁波が第２の導波管へ伝播
するのが防がれる。第１の長方形の中空の導波管内では
この電磁波は伝播されない。例えば、この電磁波の伝播
は、従来の技術から既知のように、第２の導波管から同
軸線への導電によっても防がれる。

本発明のさらに有利な発展例によれば、第３の導波管が
中空導波管のミクサ要素とは反対側に設けられたカット
オフフィルタを具えている。前記の構成では、第３の導
波管に伝播する電磁波の場の力線が中空の導波管の場の
力線に対して垂直に延在し、これによっても第３の導波
管内の電磁波と中空の導波管内の電磁波との間に十分な
減結合が得られる。導波管のライン部は同時に中空の導
波管からの電磁波が過結合される第２の導波管の一部と
なるから、中空の導波管の、夫々第２の導波管または第
３の導波管でのミクサ要素とは反対側のカットオフフィ
ルタを設け、このカットオフフィルタが長方形の中空の
導波管のエネルギーがミクサ要素の方への方向とは異な
る方向へ伝わるのを防止する。

本発明のもう一つの実施例によれば、前記カットオフフ
ィルタが誘電体基板上の導電層から形成されたコプレー
ナライン回路の一部により形成される。このようなフィ
ルタは簡単で確度高く再現でき、阻止域の減衰が高い。

本発明の有利な別の発展例によれば、平行板ラインがそ
の導体の一方を広げることにより非対称なストリップラ
インに移行する。こうすると平行板ラインの対称的な波
のタイプを非対称なストリップラインの非対称な波のタ
イプに低反射且つ低減衰で変換でき、その逆も可能であ
る。

本発明のさらに別の実施例によれば、広げられていない
導体の同軸線の中心導体に接続され、広げられた導体が
同軸線の外側導体に接続されるようにして平行板ライン
が非対称なストリップラインを介して同軸線に接続され
る。このような同軸線へまたは同軸線からの遷移は簡単
に形成することができ、反射が少ない。平行板ラインと
非対称なストリップラインとの間のこの遷移に関連し
て、本発明に係るミクサの同軸線へのおよびその逆の簡
単で反射の弱い結合または無結合装置が得られる。

本発明の別の実施例によれば、ケースを誘電体基板の面
に沿って分割し、誘電体基板をクランピングによりケー
スの２個の部分の間に固定している。ケースをこのうよ
にすれば、誘電体基板をケース内に簡単で、正確に、し
かも機械的に安定して取り付けることができ、誘電体基
板上で導電層の少なくとも一部でケースの間の電気接続
も簡単で信頼度高く行える。

本発明をさらに発展させた実施例によれば、第１の導波
管を導電層の部分の間でスロットを広げることにより成
形された接合部において第２の長方形の中空導波管に接
続し、ケースを少なくともこの接合部の領域において長
方形の中空導波管の形態としている。こうするとスロッ
トまたはフィンラインから長方形の中空の導波管へ簡単
で反射も少なく移行することができる。

本発明のもう一つの実施例によれば、平行板ラインを導
電層の間に広げられた中間スペースを有する対称スロッ
トまたはフィンラインの形態をした接合部において第３
の長方形の中空導波管に接合し、ケースを少なくともこ
の接合部の領域において長方形の中空の形態としてい
る。このような接合は簡単で正確に作ることができる
が、これによれば先ず平行板ライン上の波をスロットま
たはフィンラインの波に変換し、そこから長方形の中空
導波管内の波へ変換できる。これにより平行板ラインと
長方形の中空の導波管との間で減衰も反射も弱い結合が
得られる。

本発明をさらに発展させた実施例によれば、ケース上で
境する誘電体基板の縁の両側に沿って配設された導電層
の部分をケースにより電気的に相互に接続するようにし
ている。こうすると前記導電層間にこれまた簡単で信頼
度の高い低インダクタンスの接続ができる。

本発明のもう一つの発展させた実施例によれば、ケース
上で境する誘電体基板の縁の両側に沿って配設された導
電層の部分の少なくともいくつかをケースから電気的に
絶縁し、ケースおよび導電層の他の部部全てから絶縁さ
れた導体を設けてミクサ要素の一つまたはいくつかに直
流バイアス電圧を印加するようにしている。こうすると
直流バイアス電圧を選択することによりミクサ要素の動
作点を変えることができ、この結果混合の結果生じる信
号の生成の点でミクサの特性を調整することができる。
このような絶縁は、誘電体基板を十分に薄くし、導電層
の表面積を十分に大きくすれば、これらの導電層間のキ
ャパシタンスは高周波信号を過結合させるのに十分であ
るから、高周波信号に悪影響を及ぼすことはない。

本発明のもう一つの実施例によれば、平行板ラインに接
続された導波管から直流バイアス電圧を除去し続けるた
めに、平行板ラインの導体を中断し、中断点を結合キャ
パシタンスでシャントしている。このようにするとミク
サ要素の直流バイアス電圧はミクサ要素を短絡させた
り、損傷を与えたりするミクサに接続されている他のマ
イクロ波回路から有効に隔てられる。また、結合キャパ
シタンスにより何の制約もなく高周波信号の導通が確保
される。

本発明の一つの有利な実施例によれば、ミクサ要素が非
直線の実効抵抗を有している。このようなタイプのミク
サ要素は特に混合の結果生ずる信号の周波数が変換すべ
き受信信号の周波数よりも低い場合、すなわち、ダウン
−ミクシングミクサで使われる。

本発明のもう一つの実施例によれば、ミクサ要素が非線
形のリアクタンスを有している。このタイプのミクサ要
素は混合の結果生ずる信号の周波数が変換すべき受信信
号の周波数よりも高い場合、すなわち、アップ−ミクシ
ングミクサで用いると好適である。

本発明の有利な実施例によれば、ミクサ要素がダイオー
ドの形態にしている。ダイオードは構造が単純で、非線
形性が高く、直流バイアス電圧の異なる態様および極性
に対して任意に非線形の実効抵抗たはリアクタンスを有
している。そうして高周波信号の変換効率が高い。

本発明のさらに別の実施例によれば、周波数を変換すべ
き受信信号を第２の導波管を介してミクサ要素に供給
し、ポンピング信号を第１の導波管を介してミクサ要素
に供給し、ミクサ要素で形成された中間周波信号を第３
の導波管を介してミクサ要素から取り出すようにしてい
る。特にダウン−ミキシングミクサの場合には、これは
送信されてきた波の周波数への特に優れた導波管の整合
を与える。しかし、代わりに、導波管の割り振りのモー
ドを異ならせて前記信号の供給または放出を行うことも
できる。

本発明のもう一つの実施例によれば、ミクサ要素と、こ
れは随意であるが結合キャパシタンスとをビームリード
要素としている。このような要素は寄生キャパシタンス
とインダクタンスとが小さく、従って高周波・広帯域の
回路に適している。

本発明の別の実施例によれば、２個のミクサ要素が基板
の上面上の中心層を上面上の第１の導波管の層の部分の
一つに接続し、２個の他のミクサ要素が基板の下側で中
心層を導波管の接合部で直接下側の第１の導波管の層の
部分の一つに接続している。この実施例によれば、非常
にコンパクトなミクサ要素の配置が得られる。

（実施例） 以下添付の図面に示された実施例を参照して、実例によ
り本発明を詳細に説明しよう。

第１図は層状の誘電体基板１の一部を示すが、この誘電
体層１の両側には導電層部２〜11が設けられている。第
１の導波管の誘電体基板１の上面に設けられ、スロット
により互いに分離された２個の層部３と５、及びまた誘
電体基板１の下面に対応するように設けられた層部2,4
により形成されている。第１の導波管の方に伝播する電
磁波の電界は本質的に上面上の層部3,5と下面側の層部
2,4との間のスロット内に延在し、矢印16により示され
ている。結果として、第１の導波管はスロットまたは誘
電体基板１の両側に設けられたフィンラインの形態をと
る。

軸線方向では、誘電体基板１の上面の下面に相互に対応
するように設けられた中心層8,9と、外側の導電層部6,
7,10,11とにより形成される第２の導波管が接合部でこ
の第１の導波管に接続されている。第２の導波管は誘電
体基板１の両面に設けられたコプレーナ形態をしてお
り、その中心軸線が第１の導波管の中心軸線と一致して
いる。上面上の外側の層部6,10は第１の導波管の隣接す
る層部3,5と一体に形成されている。これは下面の層部
についても言える。第２の導波管に沿って伝播する電磁
波の電界はいつも外側の層部6,7,10,11の一つから誘電
体基板１の同じ面上にある中心層8,9の方へ延在し、矢
印17により示されている。

第３の導波管は第２の導波管の中心層8,9により形成さ
れ、平行板ラインの形態をしている。この中心層8,9は
他の層から電気的に分離されている。この第３の導波管
が担う電磁波の電界は本質的に中心層8,9の広い部分に
対し垂直であり、矢印18により示されている。

３個の導波管２〜5,6〜11,8および９の接続部に４個の
ミクサ要素12〜15を設ける。本例ではミクサ要素は半導
体ダイオードの形態をしている。第１図の矢印はダイオ
ードの極性の一例を示したものである。２個のダイオー
ド13,14を誘電体基板１の上面に設け、他の２個のダイ
オード12,15を下面に設ける。各ダイオード12〜15は中
心層8,9の一つを第１の導波管の導電層部２〜５の一つ
に連結する。所望とあらばダイオード12〜15は中心層8,
9の一つを第２の導波管の外側層部6,7,10,11に連結する
ようにしてもよい。３個の導波管の導電層２〜11は、例
えば、誘電体基板１の両面に設けた金属めっきされた層
からホトリソグラフィ法で形成する。ダイオードはビー
ムリードモジュールの形態をしており、導電層部２〜5,
8,9に直接はんだ付けする。

周波数を交換すべき受信信号は第１の導波管を介してミ
クサ要素に加えられ、一方ミクサ要素はさらに第２の導
波管を介してポンピング信号を受け取る。これらの信号
の混合された産物としてミクサ要素で形成される中間周
波数信号は第３の導波管を介してミクサ要素から取り出
される。

第１図に示した回路では第２または第３の導波管からも
う一つの導波管へ電磁波を過結合することはダイオード
12〜15を介してのみ可能である。

第１の導波管に入射する電磁波の等しい部分が一方では
導電層6,7および8,9、他方では導電層部8,9及び10,11に
より形成される２個のスロットへ過結合される。この結
果第２の導波管に沿って伝播する電磁波は層6,7と8,9と
の間で本質的に矢印17により示される方向であり、層8,
9と10,11の間では本質的に矢印17により示される方向と
反対の方向である電界を有す。ダイオード12〜15は互い
に近づけて置き、個々の電磁波により生ずる異なる高周
波の電流が全く又はほとんど遅延を伴わずに流れるよう
にすることができる。その結果本例の回路は動作時でも
広い帯域幅を有する。

中間周波信号を担当し、第３の導波管8,9内を流れる電
流は夫々導電層２と３または４と５の間に存在するキャ
パシタンスを介して運ばれる。誘電体基板は非常に薄
く、例えば、0.254mmであり、導電層２〜５は十分に大
きい表面積を有するから、前記のキャパシタンスは10pF
の数倍の値になり、従って周波数が高い電流は障害物な
しに流れることができる。非常に周波数が低い混合産物
では、中に誘電体基板が設けられ、夫々導電層２と３又
は４と５を電気的に相互接続するケース（第１図には示
されていない）を介して電流通路が形成される。

導電層の間のスロットの幅および第３の導波管の導電層
部８と９の幅は、３個の導波管の電磁波に対する抵抗を
互いに独立に電磁波が接合部で無反射で終端するように
調整できるように選ぶ。整合をよくするために個々の導
電層２〜11に種々のタイプの凹所を設けてもよく、それ
により特にキャパシタンス、インダクタンスおよび共振
回路が、製造コストを高めることなく、既知の方法で模
倣することができる。

第２図は第１図に示した本発明の実施例の修正例を示し
たものであり、第１図の要素と対応する要素には同一符
号を付してある。第２図のマイクロ波回路も図示しない
が導電性のケースに入れられている。これが第１図に示
したマイクロ波回路と本質的に異なる点は、第２の導波
管の外側導電体部が直接ケースの壁により形成され、従
って層部6,7,10,11が欠けている点である。矢印17はケ
ースと導電層8,9との間の第２の導波管に沿う電磁波の
電界を示す。第１図に示す回路と第２図に示す回路との
共通点は、誘電体基板の上側の導電層と下側の導電層と
が同一寸法で、正確に整合させられていることである。
このように対称的な構造にすると前述したミクサを非常
に高い周波数でも使用することができる。

第３図は本発明に係るミクサの一実施例のケース30を通
る断面図を略式図示したもので、ケース30内に入れられ
た誘電体基板１を上側から見ている。上側から見える層
部3,5,6,9,10は交差するハッチングを付されている。こ
れと整合して層部2,4,7,8,11が誘電体基板１の下側に存
在する。加えてミクサダイオード13,14が示されてお
り、これと整合して誘電体基板の下側にミクサダイオー
ド12,15がある。また導電層の形状は第１図に示した通
りである。

ケース30は好適には長方形断面の２個の十字状の中空導
波管構造をしており、誘電体基板は細長い中心面に配置
されていて、この中心面は長方形の中空導波管部の狭い
断面寸法部と平行である。ケース30は第１の長方形の中
空導波管31と第２の長方形の中空導波管32と同軸線33と
へも結合する。

変換さるべき受信信号は第２の長方形の中空導波管32を
介して第１の導波管に結合され、従ってミクサ要素に加
えられる。第２の長方形の中空導波管と第１の導波管と
の間に接合を低反射するために、導電層２〜５に漸次テ
ーパを付け、第２の長方形の導波管に面する端では狭
く、層間に形成されるスロットが第２の長方形の中空の
導波管32の全高さまで対称的に広がるようにする。第２
の長方形の中空導波管32と導波管の接合部との間の領域
では、ケース30は第２の長方形の中空導波管32と同じ寸
法を有する長方形の中空導波管の形態をしている。

ポンピング信号は第１の長方形の中空導波管31を介して
ミクサに加えられる。この信号は長方形の中空導波管31
から中空の導波管部83に結合される。導波管部83の断面
寸法は第１の長方形の中空導波管31の断面寸法と等し
く、ケース30内に食い込んでいる。中空の導波管部83は
第１の長方形の中空導波管31と反対の側の端部では端枠
プランジャにより終端する。誘電体基板１は幅狭の部分
と平行に延在する中空導波管部83の中心面を通り、第２
または第３の導波管の導電層8,9が中空導波管部83から
入ってくる電磁波を第２の導波管６〜11に結合する一種
のカップリングロッド（coupling rod）となる。第２の
導波管の元、すなわちその長さと波抵抗（Wave Resista
nce）および短絡プランジャ34による短絡回路の同調を
選択して、第１の長方形の中空導波管31からのポンピン
グ信号を低反射で第２の導波管に結合する。このような
第１の導波管から第２の導波管への過結合により生ずる
波は、前述したカップリングロッドのお蔭で第１の長方
形の中空導波管に結合されることはなく、またさらに第
３の導波管に沿って伝播することもない。この結果第１
と第２の中空導波管31,32と同軸線33とは互いには減結
合される。

ポンピング信号が同軸線の方へ伝送されるのを防ぐため
に、中空導波管部83の第２の導波管と反対側のカットオ
フフィルタを設ける。このカットオフフィルタは、例え
ば、誘電体基板１の上面の２個の導電層35,36と下面の
導電層37,38により形成される。なお下面の導電層は上
面の導電層と整合している。これらの導電層35〜38は導
電層8,9と組んで第２の導波管に類似したコプレーナラ
インを形成する。その伝播方向の長さポンピング信号の
波長の1/4に対応し、端でポンピング信号のエネルギー
が失われる。このようにして、中空の導波管部83の側壁
の領域にポンピング信号に対する表見的な短絡回路がで
きる。しかし、代わりに製造コストを高めることなし
に、複数個の回路を有するカットオフフィルタ、すなわ
ち幅が異なる複数個の部分に分割された導電層35〜38を
有するカットオフフィルタを作ることもできる。代わり
にその場所でケース30に断面が導電層35〜38の形状をし
た突出部を設けることによりカットオフフィルタを作る
こともできる。

第３図に示したミクサ内の３個の導波管の間の接合部が
第２図に示した態様で形成される場合は、ミクサ要素12
〜15を中空の導波管部83に一層近づけておき、第２の導
波管を短くすることができる。限界の場合にはミクサ要
素12〜15は直接中空の導波管部83の壁の領域内に置く。
こうすると本発明に係るミクサが特にコンパクトな構造
になる。第２の導波管を第１図および第３図に示したコ
プレーナラインとして形成すると、これと対照的に、波
抵抗を整合させる付加的な可能性が与えられる。

カットオフフィルタ35〜38の後では誘電体基板の下面で
導電層９の端部39を次第に広げることにより第３の導波
管が非対称なストリップラインに徐々に移行する。同軸
線33はその内側導体40が誘電体基板１の上面の導電層８
に接続され、外側導体41が端部39に接続されるようにし
てこの非対称なストリップラインに接続される。第３の
導波管から同軸線へのこのタイプの移行は特に広帯域な
性質を有する。

同軸線33の代わりに中空の導波管を用いて中間周波信号
を導き出す（これは中間周波数が高い場合に有利であ
る）場合は、導電層間のスロットがこの中空導波管の方
に向かって次第に広がる対称フィンラインの一部が図示
した接続部に代わって第３の導波管に加えられる。こよ
うな接続は文献から既知である。

第４図は誘電体基板の面に垂直な面で第３図のミクサを
切った断面図である。この第４図はケース30が本質的に
高さは等しいが幅が異なる複数個の長方形の中空導波管
に分割されることを明らかに示している。

第５図は第３図のミクサを切ったミクサ要素近傍の断面
図である。ケース30は２個の半部301及び302により形成
され、これらの２個の半部の間に誘電体基板１がクラン
ピングにより固定されている。この状態では導電層2,4
がケースの一方の半部301に電気的に接続され、導電層
3,5がケースの他方の半部302に電気的に接続される。ケ
ースの半部301,302間の金属コンタクトを介して誘電体
基板１の両側の導電層が端で電気的に接続される。

第１の導波管の領域ではケースの断面寸法を第２の中空
導波管の断面寸法に合わせて反射を小さくすると好適で
あるが、これは標準的な手法である。波と主としてそれ
ぞれ導電層３と５または２と４の間のスロット内を伝播
するから、第１の導波管に沿っての波の伝播については
ケースの寸法は二次的な重要性しか有しない。第３の導
波管の領域ではケースの寸法を既知の態様でストリップ
ライン回路のケースに類似させる。

第６図は本発明の別の実施例に係るミクサの断面図であ
り、ここでは第５図と対照的にケース半部301,302が互
いに直流的に絶縁されている。ケース半部301,302と誘
電体基板１との間に絶縁片50を挿入する。この絶縁片も
導電層２〜５とケース半部301,302の間を直流的に絶縁
する。直流電圧源52,53に接続されているコンタクト51
は、絶縁片50と導電層２〜５の間のクランプ作用により
固定される。このようにして異なる直流バイアス電圧を
ミクサ要素12〜15に与えることができ、絶縁片50が直流
電圧源52,53がケース302,302を介して短絡されるのを防
ぐ。電圧源52,53の目的はミクサ要素12〜15の非直線な
電流−電圧特性上の動作点をずらすことにある。この結
果、特に低出力のポンピング信号を用いるとき、ミクサ
の効率が改善される。絶縁片50は非常に低い周波数の中
間周波信号の伝播を妨げることができるだけ、高周波信
号には何の影響も与えない。第５図および第６図はさら
にミクサ要素12〜15を誘電体基板１の両側に設ける仕方
を明示している。

第７図は本発明の別の実施例の誘電体基板１の上側から
見た一部を示したものである。

誘電体基板１の上面には導電層3,5,6,9および10が設け
られ、これと整合して誘電体基板１の下面に導電層2,4,
7,8および11が設けられる。一点鎖線63は下面の導電層
の輪郭が上面の輪郭からずれるところを示す。符号64で
示した位置では導電層が途切れており、別個の直流バイ
アス電圧をミクサ要素12〜15に加えることができる。高
周波的にはこれらの切断点は誘電体基板１の上面のコン
デンサ60,61と下面のコンデンサ62により短絡される。
これらのコンデンサはビームリード部品の形態をしてお
り、はんだ付けによりミクサ要素12〜15に類似して導電
層に連結される。

導電層２〜５の輪郭はミクサ要素12〜15の領域では丸み
がつけられているが、これは電流の導電損失を小さくす
るのに役立つ。

第７図の回路では、例えば、金線により作られた導電ブ
リッジ63′が付け加えられているが、これは導電層６と
10とを結び、導電層９から絶縁されている。このような
ブリッジを用いると第１の導波管により第２の導波管に
発生させられる電磁波が短絡され、その結果さらに減衰
させられる。またこれらの導波管とミクサ要素12〜15と
の間の整合をさらに改良することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るミクサの導波管どうしの間の接合
部を有する誘電体基板の一実施例の斜視図、 第２図は本発明に係るミクサの導波管の接合部のもう一
つの実施例の斜視図、 第３図は誘電体基板の面で切った本発明に係るミクサの
もう一つの実施例の断面図、 第４図は誘電体基板の面に垂直な面で切った第３図のミ
クサの断面図、 第５図は本発明に係るミクサの一実施例のミクサ要素近
傍の断面図、 第６図はもう一つの実施例のミクサ要素近傍の断面図、 第７図はさらにもう一つの実施例の接合部近傍を上方か
ら見た平面図である。 １……誘電体基板 ２〜11……導電層部（２〜５……第１の導波管、６〜11
……第２の導波管、8,9……第３の導波管） 12〜15……ミクサ要素、16〜18……電界を示す矢印 30……ケース、31……第１の長方形の中空導波管 32……第２の長方形の中空導波管、33……同軸線 35〜38……導電層、39……端部 40……内側導体、41……外側導体 83……導波管部

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の導波管の連結部に置かれた複数の二
   極ミクサ要素を具えているミクサにおいて、 該ミクサが ａ）対向して置かれた第１面と第２面とを有する誘電体
   基板（１）と、 ｂ）前記誘電体基板の第１面上に第１及び第２の間を開
   けられた導電層（3,5）を具え、前記誘電体基板の第２
   面上に前記第１面上の導電層（3,5）に対応して実質的
   に一致した導電層（2,4）を具えている第１導波管と、 ｃ）前記誘電体基板の第１面上に、第３及び第４の間を
   開けられた導電層（6,10）及びそれらの間に置かれた中
   心導電層（９）を具え、且つ前記誘電体基板の第２面上
   に前記第１面上の導電層（6,10）及び中心導電層（９）
   に対応して実質的に一致した導電層（7,11;8）を具えて
   いる第２導波管と、及び ｄ）前記誘電体基板の第１面上に第１及び第２の間に開
   けられた導電層（3,5）により規定されたスロットに向
   かって延在している中心導電層（９）の延在部分を具
   え、且つ前記誘電体基板の第２面上に前記第１面上の中
   心導電層（９）の延在部分に対応して実質的に一致して
   延在する中心導電層（８）を具えている第３導波管と、 を含んでおり、前記二極ミクサ要素が前記中心導電層
   （９）を第１及び第２の間に開けられた導電層（3,5）
   へそれぞれ電気的に接続する誘電体基板の第１面上の２
   個のミクサ要素（13,14）、及び第２面上の対応する導
   電層（8;2,4）を対応して電気的に接続する誘電体基板
   の第２面上の２個のミクサ要素を含んでいることを特徴
   とするミクサ。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のミクサにおい
   て、第３及び第４導電層（6,10;7,11）が第１及び第２
   導電層（5,3;4,2）の延ばされた部分を具えていること
   を特徴とするミクサ。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載のミクサにおい
   て、前記誘電体基板が電気的に導電性のケース（30）内
   に置かれていることを特徴とするミクサ。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載のミクサにおい
   て、前記第１導波管がスロット伝達ラインを具えること
   及び第２導波管がコプレーナ伝達ラインを具えることを
   特徴とするミクサ。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項記載のミクサにおい
   て、第１導波管がフィン伝達ライン（2,3,4,5）を具え
   ること及び第２導波管がコプレーナ伝達ライン（6,7,1
   0,11）を具えることを特徴とするミクサ。（第３図）
6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項記載のミクサにおい
   て、第２導波管（6,7,10,11）が長方形の中空の導波管
   （31,83）へ結合され、前記第２導波管は前記中空導波
   管の残りの部分より小さい断面寸法を有する中空導波管
   の部分において長方形の中空の導波管（31,83）の中央
   面に置かれていることを特徴とするミクサ。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第６項記載のミクサにおい
   て、第３導波管（8,9）がミクサ要素（12〜14）から離
   れて対向する中空の導波管の一面に隣接して置かれたカ
   ットオフフィルタ（35〜38）を含んでいることを特徴と
   するミクサ。
8. 【請求項８】特許請求の範囲第７項記載のミクサにおい
   て、カットオフフィルタ（35〜38）が前記誘電体基板上
   の導電層から形成されたコプレーナ伝達ラインの部分を
   具えていることを特徴とするミクサ。（第３図）
9. 【請求項９】第２導波管へ結合された非対称なストリッ
   プラインを含んでいる特許請求の範囲第４又は第５項記
   載のミクサにおいて、前記非対称ストリップラインが第
   ２導波管（6,7,10,11）からの距離により広がる誘電体
   基板（１）の第１面上の中心導電層（９）の延ばされた
   部分（39）、及び第２導波管からの距離により実質的に
   広がらない誘電体（１）の第２面上の対応する中心導電
   層（９）の延ばされた部分を含むことを特徴とするミク
   サ。
10. 【請求項１０】特許請求の範囲第９項記載のミクサにお
    いて、前記非対称なストリップラインが同軸線（33）へ
    電気的に接続されており、広げられない導電層（８）が
    同軸線の中心導体へ電気的に接続され、且つ広げられた
    導電層（39）が同軸線の外側導体へ電気的に接続されて
    いることを特徴とするミクサ。
11. 【請求項１１】特許請求の範囲第３項記載のミクサにお
    いて、前記ケース（30）が誘電体基板（１）により二つ
    の部分（301,302）に分割され、前記基板はクランプす
    ることにより前記部分の間に固定されていることを特徴
    とするミクサ。
12. 【請求項１２】特許請求の範囲第3,4又は５項記載のミ
    クサにおいて、第１導波管（2,3,4,5）がミクサ要素か
    らの距離によりそれぞれの導電層（2,3,4,5）により規
    定されたスロットを広げることにより形成された第２接
    合部において第２の長方形の中空導波管（32）へ結合さ
    れていることを特徴とするミクサ。
13. 【請求項１３】特許請求の範囲第３項記載のミクサにお
    いて、各導電層の縁がケース（30）へ電気的に接続され
    ていることを特徴とするミクサ。
14. 【請求項１４】特許請求の範囲第３項記載のミクサにお
    いて、少なくとも一つの導電層が少なくとも一つのミク
    サ要素へ直流バイアス電圧を印加するために、前記ケー
    スから電気的に絶縁された導体を設けられたことを特徴
    とするミクサ。
15. 【請求項１５】特許請求の範囲第4,5又は14項記載のミ
    クサにおいて、前記誘電体基板の第１面上の中心導電層
    及び前記誘電体基板の第２面上の対応する導電層が各々
    前記導電層へ結合されたあらゆる導波管からミクサ要素
    へ印加される直流バイアス電圧の絶縁を可能にするため
    に結合コンデンサによって結合されて不連続となってい
    ることを特徴とするミクサ。
16. 【請求項１６】特許請求の範囲第１項記載のミクサにお
    いて、前記ミクサ要素が非線形実効抵抗を有することを
    特徴とするミクサ。
17. 【請求項１７】特許請求の範囲第１項記載のミクサにお
    いて、前記ミクサ要素が非線形リアクタンスを有するこ
    とを特徴とするミクサ。
18. 【請求項１８】特許請求の範囲第１項記載のミクサにお
    いて、前記ミクサ要素がダイオードを具えていることを
    特徴とするミクサ。